JP2017195572A - Vibration element, vibrator, oscillator, electronic apparatus and moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。 The present invention relates to a vibration element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body.
水晶振動子等に用いられる振動素子は、一般に、水晶等の圧電材料で構成され振動腕を有する振動片と、振動片上に形成された電極と、を有する（例えば、特許文献１参照）。 A vibration element used for a crystal resonator or the like generally includes a vibration piece made of a piezoelectric material such as quartz and having a vibrating arm, and an electrode formed on the vibration piece (see, for example, Patent Document 1).
例えば、特許文献１に記載の水晶振動片は、基部と、この基部から互いに並行して延出する一対の振動腕と、各振動腕の表面に形成されている励振電極と、を有する。また、この水晶振動片は、基部から延びる一対の支持腕を有し、この支持腕の先端部には、振動腕との間隔が狭くなるように振動腕に向かって折り曲げられて形成された受け部が設けられている。この受け部は、隣接する振動腕に通常の振幅範囲を所定量越えた変位が生じた場合にその振動腕が当接される位置に配置されている。
For example, the quartz crystal resonator element described in
一般に、振動腕の先端部にも、励振電極を含む電極膜が設けられている。特許文献１に記載の水晶振動片は、受け部と振動腕との接触面積が大きいため、受け部と振動腕との接触により電極膜が広範囲にわたって損傷するおそれがある。
In general, an electrode film including an excitation electrode is also provided at the tip of the vibrating arm. The quartz crystal resonator element described in
本発明の目的は、電極膜の損傷を低減することができる振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vibration element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body that can reduce damage to an electrode film.
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の振動素子は、基部と、
前記基部から延出されている振動腕と、
前記振動腕の表面に設けられている電極膜と、を備え、
前記振動腕は、前記振動腕が延出している方向に延びている腕部を有し、前記腕部の先端側に設けられ前記腕部よりも幅の広い錘部を有し、
前記錘部は、前記錘部の側面に設けられている突起部を有し、
前記電極膜は、前記突起部の表面に設けられている部分を有することを特徴とする。
The above object is achieved by the present invention described below.
The vibration element of the present invention includes a base,
A vibrating arm extending from the base;
An electrode film provided on the surface of the vibrating arm,
The vibrating arm has an arm portion extending in a direction in which the vibrating arm extends, and has a weight portion that is provided on a distal end side of the arm portion and is wider than the arm portion,
The weight portion has a protrusion provided on a side surface of the weight portion,
The electrode film has a portion provided on a surface of the protrusion.
このような振動素子によれば、振動腕の先端側に設けられている錘部に突起部を設けることにより、衝撃や過励振等により振動腕が過大変位した際、振動腕の突起部以外の部分が他の物体に衝突することを低減し、その結果、電極膜が他の物体に広範囲にわたって衝突することを低減することができる。また、電極膜の突起部上の部分が当該他の物体に衝突したとしても、その際の電極膜と当該他の物体との接触面積を小さくすることができる。そのため、電極膜の損傷を低減することができる。 According to such a vibration element, when the vibration arm is excessively displaced due to an impact, overexcitation, or the like, by providing a protrusion on the weight provided on the tip side of the vibration arm, other than the protrusion of the vibration arm. Can be prevented from colliding with other objects, and as a result, the electrode film can be prevented from colliding with other objects over a wide range. Further, even if a portion on the protruding portion of the electrode film collides with the other object, the contact area between the electrode film and the other object at that time can be reduced. Therefore, damage to the electrode film can be reduced.
本発明の振動素子では、前記振動腕に外部から印加された交番電圧によって生じる前記振動腕の振動の振幅範囲外において、前記突起部に非接触で対向しているストッパー部を備えることが好ましい。 In the vibration element according to the aspect of the invention, it is preferable that the vibration element includes a stopper portion that is opposed to the protrusion portion in a non-contact manner outside an amplitude range of vibration of the vibration arm generated by an alternating voltage applied to the vibration arm from the outside.
これにより、電極膜の突起部上の部分以外の部分が他の物体に衝突することを効果的に低減することができる。また、衝撃や過励振等による振動腕の過大な変位を低減することができる。 Thereby, it can reduce effectively that parts other than the part on the projection part of an electrode film collide with another object. Further, excessive displacement of the vibrating arm due to impact, overexcitation, or the like can be reduced.
本発明の振動素子では、前記突起部は、前記突起部の先端部に向かうに従い幅が狭くなっている形状であることが好ましい。 In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the protruding portion has a shape whose width becomes narrower toward a tip portion of the protruding portion.
これにより、電極膜の突起部上の部分が他の物体に衝突しても、電極膜と当該他の物体との接触面積を効果的に小さくすることができる。 Thereby, even if the part on the projection part of the electrode film collides with another object, the contact area between the electrode film and the other object can be effectively reduced.
本発明の振動素子では、前記電極膜のうちの前記突起部の前記表面に設けられている前記部分上に、少なくとも一部が設けられている絶縁膜を備えることが好ましい。 In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that an insulating film provided at least in part is provided on the portion of the electrode film provided on the surface of the protrusion.
これにより、電極膜が他の物体に直接接触することを防止または低減することができる。そのため、電極膜の損傷を効果的に低減することができる。また、不本意な短絡を低減することもできる。 As a result, the electrode film can be prevented or reduced from directly contacting other objects. Therefore, damage to the electrode film can be effectively reduced. In addition, an unintentional short circuit can be reduced.
本発明の振動素子では、前記突起部は、前記錘部の先端側の前記側面において、前記振動腕の前記基部から前記先端に向かう方向に突出していることが好ましい。 In the resonator element according to the aspect of the invention, it is preferable that the protruding portion protrudes in a direction from the base portion of the vibrating arm toward the distal end on the side surface on the distal end side of the weight portion.
これにより、振動腕の先端が他の物体に衝突しやすい構成において、電極膜の損傷を効果的に低減することができる。また、振動腕の振動バランスを取りやすいという利点もある。 Thereby, damage to the electrode film can be effectively reduced in a configuration in which the tip of the vibrating arm easily collides with another object. There is also an advantage that it is easy to balance the vibration of the vibrating arm.
本発明の振動素子では、前記振動腕の延出方向に沿った前記錘部の長さをＬ１とし、前記振動腕の幅方向に沿った前記錘部の長さをＷ１とし、前記突起部の突出長さをＬｂとし、前記錘部の先端に向けて突出した前記突起部の幅をＷｂとしたとき、
０＜Ｌｂ／Ｌ１＜０．２の関係、および、０＜Ｗｂ／Ｗ１＜１．０の関係をそれぞれ満たすことが好ましい。
In the resonator element according to the aspect of the invention, the length of the weight portion along the extending direction of the vibrating arm is L1, the length of the weight portion along the width direction of the vibrating arm is W1, and When the protruding length is Lb and the width of the protruding portion protruding toward the tip of the weight portion is Wb,
It is preferable to satisfy the relationship 0 <Lb / L1 <0.2 and the relationship 0 <Wb / W1 <1.0, respectively.
これにより、突起部の機械的強度を優れたものとしつつ、振動腕の振動バランスを取りやすくすることができる。 Accordingly, it is possible to easily balance the vibration of the vibrating arm while improving the mechanical strength of the protrusion.
本発明の振動素子では、前記錘部の幅方向での少なくとも一方側の前記側面に設けられている前記突起部を備えることが好ましい。 In the vibration element according to the aspect of the invention, it is preferable to include the protrusion provided on the side surface on at least one side in the width direction of the weight portion.
これにより、錘部の幅方向での端が他の物体に衝突しやすい構成において、電極膜の損傷を効果的に低減することができる。 Thereby, damage to the electrode film can be effectively reduced in a configuration in which the end of the weight portion in the width direction easily collides with another object.
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を収納しているパッケージと、を備えることを特徴とする。
The vibrator of the present invention includes the vibration element of the present invention,
And a package housing the vibration element.
これにより、衝撃や過励振等により振動腕が変位した際、電極膜が他の物体（例えばパッケージ）に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する振動子を提供することができる。 Thereby, when the vibrating arm is displaced due to impact, overexcitation, or the like, damage to the electrode film can be reduced even if the electrode film comes into contact with another object (for example, a package). Therefore, a vibrator having excellent reliability can be provided.
本発明の発振器は、本発明の振動素子と、
前記振動素子に電気的に接続されている発振回路と、を備えることを特徴とする。
The oscillator of the present invention includes the vibration element of the present invention,
And an oscillation circuit electrically connected to the vibration element.
これにより、衝撃や過励振等により振動腕が変位した際、電極膜が他の物体に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する発振器を提供することができる。 Thereby, when the vibrating arm is displaced due to impact, overexcitation, or the like, even if the electrode film comes into contact with another object, damage to the electrode film can be reduced. Therefore, an oscillator having excellent reliability can be provided.
本発明の電子機器は、本発明の振動素子を備えることを特徴とする。
これにより、衝撃や過励振等により振動腕が変位した際、電極膜が他の物体に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the vibration element according to the present invention.
Thereby, when the vibrating arm is displaced due to impact, overexcitation, or the like, even if the electrode film comes into contact with another object, damage to the electrode film can be reduced. Therefore, an electronic device having excellent reliability can be provided.
本発明の移動体は、本発明の振動素子を備えることを特徴とする。
これにより、衝撃や過励振等により振動腕が変位した際、電極膜が他の物体に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
The moving body of the present invention includes the vibration element of the present invention.
Thereby, when the vibrating arm is displaced due to impact, overexcitation, or the like, even if the electrode film comes into contact with another object, damage to the electrode film can be reduced. Therefore, a moving body having excellent reliability can be provided.
以下、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a resonator element, a vibrator, an oscillator, an electronic device, and a moving body of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.
１．振動子
まず、本発明の振動子（本発明の振動素子を備える振動子）について説明する。
1. First, the vibrator of the present invention (the vibrator provided with the vibration element of the present invention) will be described.
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動子を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す振動子が備える振動素子の平面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a vibrator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a vibration element included in the vibrator shown in FIG.
なお、以下では、説明の便宜上、各図において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した各矢印の先端側を「＋（プラス）側」、基端側を「−（マイナス）側」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」といい、また、−Ｚ軸方向側（図１中の上側）を「上」、＋Ｚ軸方向側（図１中の下側）を「下」ともいう。また、以下の説明では、説明の便宜上、各図に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、それぞれ、後述する水晶基板３を構成する水晶のＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）と一致している。 In the following, for convenience of explanation, in each drawing, the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to each other are illustrated, and the distal end side of each illustrated arrow is the “+ (plus) side”, and the proximal end side Is “− (minus) side”. The direction parallel to the X axis is called the “X axis direction”, the direction parallel to the Y axis is called the “Y axis direction”, and the direction parallel to the Z axis is called the “Z axis direction”. (Upper side in FIG. 1) is also referred to as “upper”, and the + Z-axis direction side (lower side in FIG. 1) is also referred to as “lower”. In the following description, for convenience of explanation, the X axis, the Y axis, and the Z axis shown in each figure are the X axis (electrical axis) and the Y axis (mechanical axis) of the crystal constituting the quartz substrate 3 described later, respectively. And coincides with the Z axis (optical axis).
図１および図２に示す振動子１は、振動素子２と、振動素子２を収納するパッケージ９と、を有している。
The
（パッケージ）
図１に示すパッケージ９は、上面に開放する凹部９１１を有する箱状のベース９１と、凹部９１１の開口を塞ぐようにベース９１に接合されている板状のリッド９２とを有している。このようなパッケージ９は、凹部９１１がリッド９２にて塞がれることにより形成された収納空間を有しており、この収納空間に振動素子２が気密的に収納されている。また、凹部９１１には、段差部９１２が設けられており、振動素子２は、例えば、エポキシ系、シリコン系、ビスマレイミド系、アクリル系の樹脂に導電性フィラーを混合した導電性接着剤１１を介して段差部９１２に固定されている。
(package)
The
なお、収納空間内は、減圧（好ましくは真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。これにより、振動素子２の振動特性が向上する。
Note that the storage space may be in a reduced pressure (preferably vacuum) state, or may be filled with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. Thereby, the vibration characteristics of the
ベース９１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド９２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース９１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース９１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース９１とリッド９２の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。
The constituent material of the
また、ベース９１の段差部９１２には、接続端子９５１、９６１が形成されている。図示しないが、振動素子２は、導電性接着剤１１を介して接続端子９５１、９６１と電気的に接続されている。また、接続端子９５１は、ベース９１を貫通する貫通電極（図示せず）を介してベース９１の底面に形成された外部端子（図示せず）に電気的に接続されており、接続端子９６１は、ベース９１を貫通する貫通電極（図示せず）を介してベース９１の底面に形成された外部端子（図示せず）に電気的に接続されている。
In addition, connection terminals 951 and 961 are formed on the
接続端子９５１、９６１、貫通電極および外部端子の構成としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。 The configuration of the connection terminals 951 and 961, the through electrode, and the external terminal is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, a metallized layer (underlayer) such as Cr (chromium) or W (tungsten) is used. ) And a metal film obtained by laminating Ni (nickel), Au (gold), Ag (silver), Cu (copper) and the like.
（振動素子）
図２に示すように、振動素子２は、水晶基板３と、水晶基板３上に形成された電極（図示せず）と、を有している。
(Vibration element)
As shown in FIG. 2, the
水晶基板３は、Ｚカット水晶板で構成されている。これにより、振動素子２は、優れた振動特性を発揮することができる。Ｚカット水晶板とは、水晶のＺ軸（光学軸）を厚さ方向とする水晶基板である。なお、水晶のＺ軸は、水晶基板３の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、厚さ方向に対して若干（１５°未満程度）傾いていてもよい。
The quartz substrate 3 is composed of a Z-cut quartz plate. Thereby, the
この水晶基板３は、基部４と、基部４から延出する一対の振動腕５、６と、を有している。
The quartz substrate 3 has a base 4 and a pair of vibrating
基部４は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な平面であるＸＹ平面に広がり、Ｚ軸方向を厚さ方向とする板状をなしている。 The base 4 extends in the XY plane, which is a plane parallel to the X axis and the Y axis, and has a plate shape with the Z axis direction as the thickness direction.
この基部４は、Ｚ軸方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という）で、基部４のＹ軸方向の途中の部分がくびれた形状をなしている。すなわち、基部４は、振動腕５、６が延出している第１基部４１と、第１基部４１に対して振動腕５、６とは反対側に設けられた第２基部４３と、第１基部４１と第２基部４３とを連結する連結部４２と、を含んでいる。ここで、第２基部４３は、前述した導電性接着剤１１を介してパッケージ９の接続端子９５１、９６１に固定されている。連結部４２は、第１基部４１よりもＸ軸方向に沿った幅が小さい。これにより、基部４のＹ軸方向に沿った長さを小さくしつつ、振動漏れを小さくすることができる。
The base portion 4 has a constricted shape in the middle of the base portion 4 in the Y-axis direction in a plan view (hereinafter, simply referred to as “plan view”) viewed from the Z-axis direction. That is, the base 4 includes a
振動腕５、６は、Ｘ軸方向に並び、かつ、互いに平行となるように、それぞれ、基部４から−Ｙ軸方向に延出している。これら振動腕５、６は、Ｙ軸方向に延びている腕部５０、６０と、腕部５０、６０の先端部に設けられている錘部５９、６９と、を有する。この錘部５９、６９は、腕部５０、６０よりもＸ軸方向に沿った幅が広い。これにより、振動腕５、６の低周波数化を図ったり、振動腕５、６の長手方向での小型化を図ったりすることができる。
The vibrating
錘部５９は、錘部５９の幅方向での両側の側面に設けられている１対の突起部５９１、５９２と、錘部５９の先端側の側面に設けられている突起部５９３と、を有する。同様に、錘部６９は、錘部６９の幅方向での両側の側面に設けられている１対の突起部６９１、６９２と、錘部６９の先端側の側面に設けられている突起部６９３と、を有する。なお、これらの突起部５９１、５９２、５９３、６９１、６９２、６９３については、後に詳述する。
The
振動腕５は、ＸＹ平面で構成された一対の主面に開放してＹ軸方向に延在している１対の有底の溝５５を有している。同様に、振動腕６は、ＸＹ平面で構成された一対の主面に開放するＹ軸方向に延在している１対の有底の溝６５を有している。このような振動腕５、６は、１対の溝５５、６５が形成されている部分において略Ｈ型の横断面形状をなしている。これにより、熱弾性損失を低減することができる。
The resonating arm 5 has a pair of bottomed
このような振動腕５には、図示しないが、１対の溝５５の内面に１対の第１駆動用電極が形成されているとともに、振動腕５の幅方向での１対の側面に１対の第２駆動用電極が形成されている。一方、振動腕６には、図示しないが、１対の溝６５の内面に１対の第２駆動用電極が形成されているとともに、振動腕６の幅方向での１対の側面に１対の第１駆動用電極が形成されている。このような第１駆動用電極と第２駆動用電極との間に交番電圧を印加すると、振動腕５、６が互いに接近と離間を繰り返すように面内方向（ＸＹ平面方向）に所定の周波数で振動する。
Although not shown, such a vibrating arm 5 has a pair of first driving electrodes formed on the inner surfaces of the pair of
第１駆動用電極および第２駆動用電極の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料により形成することができる。
以上、振動子１の構成を簡単に説明した。
The constituent materials of the first driving electrode and the second driving electrode are not particularly limited. For example, gold (Au), gold alloy, platinum (Pt), aluminum (Al), aluminum alloy, silver (Ag) ), Silver alloy, chromium (Cr), chromium alloy, nickel (Ni), copper (Cu), molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W), iron (Fe), titanium (Ti), cobalt ( Co), zinc (Zn), zirconium (Zr) and other metal materials, and indium tin oxide (ITO) and other conductive materials can be used.
The configuration of the
このような振動子１は、前述したように、振動素子２と、振動素子２を収納しているパッケージ９と、を備える。そして、前述したように、錘部５９、６９が突起部５９１〜５９３および６９１〜６９３を有することにより、衝撃や過励振等により振動腕５、６が変位した際、振動腕５、６の表面に設けられている電極膜（図示せず）が他の物体（例えばパッケージ９）に接触しても、当該電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する振動子１を提供することができる。
As described above, the
（突起部）
以下、振動素子２の特徴的部分である突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３およびこれに関連する事項について詳述する。なお、以下では、突起部５９１〜５９３について代表的に説明し、突起部６９１〜６９３については、突起部５９１〜５９３と同様であるため、その説明を省略する。
(protrusion)
Hereinafter, the
図３は、図２に示す振動素子の錘部を説明する拡大平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。 FIG. 3 is an enlarged plan view for explaining a weight portion of the vibration element shown in FIG. 2. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
図３に示すように、錘部５９の＋Ｘ軸方向側の側面には、突起部５９１が突出して設けられ、一方、錘部５９の−Ｘ軸方向側の側面には、突起部５９２が突出して設けられている。
As shown in FIG. 3, a protruding
突起部５９１、５９２は、錘部５９の基端部、すなわち、＋Ｙ軸方向側の端部に設けられている。突起部５９１は、例えば、振動腕５が衝撃や過励振等により＋Ｘ軸方向に通常の振幅幅を超えて過大変位した際、他の物体である前述したパッケージ９に対して、振動腕５の他の部分よりも優先的に接近する。突起部５９２は、例えば、振動腕５が衝撃や過励振等により−Ｘ軸方向に通常の振幅幅を超えて過大変位した際、他の物体である振動腕６に対して、振動腕５の他の部分よりも優先的に接近する。このとき、突起部５９２は、振動腕６の突起部６９２に接近する。
The
また、突起部５９１、５９２は、例えば、振動腕５が衝撃等により捩れながらＺ軸方向に過大変位した際、他の物体であるパッケージ９に対して、振動腕５の他の部分よりも優先的に接近する。
Further, the
また、錘部５９の先端側である−Ｙ軸方向側の側面には、突起部５９３が突出して設けられている。突起部５９３は、錘部５９の幅方向（Ｘ軸方向）での中央部に設けられている。これにより、例えば、振動腕５が屈曲振動した際に随伴する、微小な捩れ変形による振動バランスの崩れが増大する可能性を低減することができる。突起部５９３は、例えば、振動腕５が衝撃等によりＺ軸方向に過大変位した際、他の物体であるパッケージ９に対して、振動腕５の他の部分よりも優先的に接近する。
Further, a protruding
図４に示すように、突起部５９１は、振動腕５の表裏関係にある１対の主面５１、５２間にある側面５３の＋Ｘ軸方向側の側面５３１が先端面を構成している。一方、突起部５９２は、側面５３の−Ｘ軸方向側の側面５３２が先端面を構成している。また、図５に示すように、突起部５９３は、側面５３の−Ｙ軸方向側の側面５３３が先端面を構成している。これらの側面５３１、５３２、５３３は、それぞれ、水晶の結晶面に沿った形状となっている。
As shown in FIG. 4, in the protruding
すなわち、図４に示すように、側面５３１は、Ｘ軸およびＺ軸に平行な断面において、主面５１から主面５２へ向けて、Ｚ軸方向に沿って延びている。側面５３２は、Ｘ軸およびＺ軸に平行な断面において、主面５１から主面５２に向けて、−Ｘ軸方向に傾斜しながらＺ軸方向に延びた後に＋Ｘ軸方向に傾斜しながらＺ軸方向に延びている。図５に示すように、側面５３３は、Ｙ軸およびＺ軸に平行な断面において、主面５１から主面５２に向けて、＋Ｙ軸方向に傾斜しながらＺ軸方向に延びている。なお、前述した側面５３３の傾斜は、水晶基板３のカット角によるものであり、水晶基板３のカット角によっては、側面５３３は、Ｙ軸およびＺ軸に平行な断面において、主面５１から主面５２に向けて、Ｚ軸方向に沿って延びていてもよい。このような側面５３１〜５３３は、水晶基板３をウエットエッチングにより形成する際、そのエッチング時間を調整することで形成することができる。
That is, as shown in FIG. 4, the
このような側面５３１を有する突起部５９１では、主面５１と側面５３１との接続部および主面５２と側面５３１との接続部がそれぞれ直角の角部を形成している。一方、側面５３２を有する突起部５９２では、主面５１と側面５３２との接続部および主面５２と側面５３２との接続部がそれぞれ鈍角の角部を形成している。また、側面５３３を有する突起部５９３では、主面５２と側面５３３との接続部が鈍角の角部を形成している。このような鈍角の角部を形成することで、角部の機械的強度を高めることができる。
In the protruding
また、側面５３２は、−Ｘ軸方向側に向けて尖った形状である。これにより、振動腕５の−Ｘ軸方向側にある他の部材、すなわち、振動腕６に対して、側面５３２の接触面積を低減することができる。ここで、図示しないが、振動腕６の突起部６９１は、振動腕５の突起部５９２の側面５３２と同様の形状の側面を有する。また、振動腕６の突起部６９２は、振動腕５の突起部５９１の側面５３１と同様の形状の側面を有する。
Further, the
このような突起部５９１〜５９３が形成されている錘部５９の表面には、図４および図５に示すように、電極膜８１が形成されている。この電極膜８１は、錘部５９の表面のほぼ全域を覆って設けられている。また、電極膜８１は、複数の第１駆動用電極間または複数の第２駆動用電極間を電気的に接続する配線として用いることができる。また、電極膜８１は、第１駆動用電極および第２駆動用電極と同様の材料で構成され、第１駆動用電極および第２駆動用電極と一括して成膜により形成される。
As shown in FIGS. 4 and 5, an
このような電極膜８１上には、絶縁膜８２が形成されている。この絶縁膜８２は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等である。なお、絶縁膜８２の構成材料は、絶縁性を有していればよく、シリコン酸化物、シリコン窒化物に限定されない。また、この絶縁膜８２は、少なくとも電極膜８１の突起部５９１〜５９３上の部分を覆っている。
An insulating
以上のような構成を有する振動素子２は、基部４と、基部４から延出されている振動腕５、６と、振動腕５、６の表面に設けられている電極膜８１と、を備える。そして、振動腕５、６は、振動腕５、６の先端側に設けられ、振動腕５、６の基端部よりも幅の広い錘部５９、６９を有する。また、錘部５９、６９は、錘部５９、６９の側面から突出している突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３を有する。さらに、電極膜８１は、突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３の表面に設けられている部分を有する。
The
このような振動素子２によれば、振動腕５、６の先端側に設けられている錘部５９、６９に突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３を設けることにより、衝撃や過励振等により振動腕５、６が過大変位した際、振動腕５、６の突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３以外の部分が他の物体（例えば、パッケージ９、振動腕５に対しては振動腕６、振動腕６に対しては振動腕５）に衝突することを低減し、その結果、電極膜８１が他の物体に広範囲にわたって衝突することを低減することができる。また、電極膜８１の突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３上の部分が当該他の物体に衝突したとしても、その際の電極膜８１と当該他の物体との接触面積を小さくすることができる。そのため、電極膜８１の損傷を低減することができる。
According to such a
ここで、振動素子２は、錘部５９、６９の先端に向けて突出している突起部５９３、６９３を備える。これにより、振動腕５、６の先端が他の物体に衝突しやすい構成において、電極膜８１の損傷を効果的に低減することができる。また、振動腕５、６の振動バランスを取りやすいという利点もある。
Here, the
また、振動腕５の延出方向（Ｙ軸方向）に沿った錘部５９の長さをＬ１とし、振動腕５の幅方向（Ｘ軸方向）に沿った錘部５９の長さをＷ１とし、錘部５９の先端に向けて突出した突起部５９３の突出長さをＬｂとし、錘部５９の先端に向けて突出した突起部５９３の幅をＷｂとしたとき、０＜Ｌｂ／Ｌ１＜０．２の関係、および、０＜Ｗｂ／Ｗ１＜１．０の関係をそれぞれ満たすことが好ましい。これにより、突起部５９３の機械的強度を優れたものとしつつ、振動腕５の振動バランスを取りやすくすることができる。
In addition, the length of the
さらに、０．０１＜Ｌｂ／Ｌ１＜０．１の関係を満たすことがより好ましく、０．０１＜Ｌｂ／Ｌ１＜０．０５の関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、錘部５９の設置に必要なスペースを大きくしなくても、錘部５９の質量効果を大きく損ねることを低減することができる。
Furthermore, it is more preferable to satisfy the relationship of 0.01 <Lb / L1 <0.1, and it is more preferable to satisfy the relationship of 0.01 <Lb / L1 <0.05. Thereby, even if it does not enlarge the space required for installation of the
また、０．３＜Ｗｂ／Ｗ１＜１．０の関係を満たすことがより好ましく、０．３＜Ｗｂ／Ｗ１＜０．７の関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、錘部５９の質量効果を大きく損ねずに、突起部５９３を設けることによる振動腕５の共振周波数変動量を抑圧することができる。
Further, it is more preferable to satisfy the relationship of 0.3 <Wb / W1 <1.0, and it is more preferable to satisfy the relationship of 0.3 <Wb / W1 <0.7. Thereby, the amount of fluctuation in the resonance frequency of the vibrating arm 5 due to the provision of the
さらに、突起部５９３の幅Ｗｂは、振動腕５の腕部５０の幅Ｗに対して大きくても小さくてもよいが、小さい場合、突起部５９３を設けることによる振動腕５の共振周波数変動量を抑圧することができ、一方、大きい場合、錘部５９の質量効果を大きく損ねることを低減することができる。
Furthermore, the width Wb of the
また、振動素子２は、錘部５９、６９の幅方向での両側の側面から突出している突起部５９１、５９２、６９１、６９２を備える。これにより、錘部５９、６９の幅方向での端が他の物体に衝突しやすい構成において、電極膜８１の損傷を効果的に低減することができる。また、本実施形態では、錘部５９の幅方向での両側の側面から突起部５９１、５９２が突出しているため、振動腕５の振動バランスを優れたものとし、その結果、振動漏れを小さくすることができる。同様に、振動腕６も突起部６９１、６９２により振動バランスを優れたものとすることができる。なお、突起部５９１、５９２のうちの一方、または、突起部６９１、６９２のうちの一方を省略してもよい。
The
さらに、振動腕５の延出方向に沿った錘部５９の長さをＬ１とし、振動腕５の幅方向に沿った錘部５９の長さをＷ１とし、錘部５９の幅方向での両側の側面から突出した突起部５９１、５９２のそれぞれの突出長さをＬａとし、錘部５９の幅方向での両側の側面から突出した突起部５９１、５９２のそれぞれの幅をＷａとしたとき、０＜Ｌａ／Ｗ１＜０．２の関係、および、０＜Ｗａ／Ｌ１＜０．５の関係をそれぞれ満たすことが好ましい。これにより、突起部５９１、５９２の機械的強度を優れたものとしつつ、錘部５９の質量効果を大きく損ねることを低減することができる。
Further, the length of the
また、０．０１＜Ｌａ／Ｗ１＜０．１の関係を満たすことがより好ましく、０．０１＜Ｌａ／Ｗ１＜０．０５の関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、錘部５９の質量効果を大きく損ねることを低減することができる。
Moreover, it is more preferable to satisfy | fill the relationship of 0.01 <La / W1 <0.1, and it is still more preferable to satisfy | fill the relationship of 0.01 <La / W1 <0.05. Thereby, it can reduce greatly impairing the mass effect of the
さらに、０．０１＜Ｗａ／Ｌ１＜０．３の関係を満たすことがより好ましく、０．０５＜Ｗａ／Ｌ１＜０．１の関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、突起部５９１、５９２の他の物体に衝突する面積を小さくするとともに、突起部５９１、５９２を設けることによる振動腕５の共振周波数変動量を抑圧することができる。
Furthermore, it is more preferable to satisfy the relationship of 0.01 <Wa / L1 <0.3, and it is more preferable to satisfy the relationship of 0.05 <Wa / L1 <0.1. Accordingly, it is possible to reduce the area where the
なお、以上のような突起部５９１〜５９３の突出量および幅の関係は、突起部６９１〜６９３の突出量および幅の関係についても、同様である。
The relationship between the protruding amount and the width of the protruding
また、振動素子２は、電極膜８１の突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３の表面に設けられている部分上に設けられている部分を有する絶縁膜８２を備える。これにより、電極膜８１が他の物体に直接接触することを防止または低減することができる。そのため、電極膜８１の損傷を効果的に低減することができる。また、不本意な短絡を低減することもできる。
In addition, the
また、振動腕５、６のＹ軸方向に沿った全体の長さをＬとし、錘部５９、６９のＹ軸方向に沿った長さをＬ１としたとき、Ｌ１／Ｌが１０％以上４０％以下であることが好ましい。これにより、振動腕５、６の長さを増大させることなく、振動腕５、６の強度およびＱ値をより効率的に高めることができる。
Further, when the total length of the vibrating
（変形例）
図６は、図１に示す振動素子の錘部の第１変形例を説明する拡大平面図である。図７は、図１に示す振動素子の錘部の第２変形例を説明する拡大平面図である。
(Modification)
FIG. 6 is an enlarged plan view for explaining a first modification of the weight portion of the vibration element shown in FIG. 1. FIG. 7 is an enlarged plan view for explaining a second modification of the weight portion of the vibration element shown in FIG. 1.
前述した実施形態では、突起部５９１〜５９３、６９１〜６９３は、それぞれ、Ｚ軸方向から見たとき、幅が一定であるが、図６に示す第１変形例、または、図７に示す第２変形例のように、幅が先端部に向かうに従い狭くなっていてもよい。
In the embodiment described above, the
図６に示す第１変形例に係る振動腕５Ａの先端部には、突起部５９１Ａ、５９２Ａ、５９３Ａを有する錘部５９Ａが設けられている。各突起部５９１Ａ、５９２Ａ、５９３Ａは、それぞれ、Ｚ軸方向から見たときの外周縁が曲線的になっている。
A
図７に示す第２変形例に係る振動腕５Ｂの先端部には、突起部５９１Ｂ、５９２Ｂ、５９３Ｂを有する錘部５９Ｂが設けられている。各突起部５９１Ｂ、５９２Ｂ、５９３Ｂは、それぞれ、Ｚ軸方向から見たときの外周縁がＸ軸方向に対して傾斜した部分を有する。
A weight
このように、突起部５９１Ａは、突起部５９１Ａの先端部に向かうに従い幅が狭くなっている形状である。これにより、電極膜の突起部５９１Ａ上の部分が他の物体に衝突しても、電極膜と当該他の物体との接触面積を効果的に小さくすることができる。突起部５９２Ａ、５９３Ａ、５９１Ｂ、５９２Ｂ、５９３Ｂについても、それぞれ、突起部５９１Ａと同様に、電極膜と当該他の物体との接触面積を効果的に小さくすることができる。
Thus, the
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図８は、本発明の第２実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図８において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。
FIG. 8 is a plan view showing a resonator element according to the second embodiment of the invention.
In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 8, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
図８に示す振動素子２Ｃは、前述した第１実施形態の突起部５９３、６９３を省略した以外は同様に構成されている水晶基板３Ｃを備える。この水晶基板３Ｃは、錘部５９Ｃが設けられている振動腕５Ｃと、錘部６９Ｃが設けられている振動腕６Ｃと、を有する。錘部５９Ｃは、前述した第１実施形態の突起部５９３を省略した以外は、第１実施形態の錘部５９と同様である。錘部６９Ｃは、前述した第１実施形態の突起部６９３を省略した以外は、第１実施形態の錘部６９と同様である。
以上説明したような第２実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
A vibrating element 2C shown in FIG. 8 includes a quartz substrate 3C that is configured in the same manner except that the
Also according to the second embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図９は、本発明の第３実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a plan view showing a resonator element according to the third embodiment of the invention.
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図９において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。 In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図９に示す振動素子２Ｄは、水晶基板３Ｄを備え、この水晶基板３Ｄは、基部４Ｄと、基部４Ｄから延出している１対の振動腕５Ｃ、６Ｃと、を有する。基部４Ｄは、振動腕５Ｃ、６Ｃが延出している第１基部４１Ｄと、第１基部４１Ｄに対して振動腕５Ｃ、６Ｃとは反対側に設けられた部分を有する第２基部４３Ｄと、第１基部４１Ｄと第２基部４３Ｄとを連結する連結部４２Ｄと、を含んでいる。
The
第２基部４３Ｄは、連結部４２Ｄから＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向に分岐して延出する連結腕４３１と、連結腕４３１の両側の先端部から−Ｙ軸方向に延出する保持腕４３２、４３３と、保持腕４３２、４３３の先端部に設けられているストッパー部４３４、４３５と、を有している。
The
保持腕４３２、４３３は、複数の導電性接着剤１１Ｄを介して、図示しないパッケージに固定されている。
The holding
ストッパー部４３４は、突起部５９１に対向して配置されている。このストッパー部４３４は、非駆動時に突起部５９１に対して離間しているが、衝撃や過励振等により振動腕５Ｃが＋Ｘ軸方向に変位した際に、突起部５９１に接触する。同様に、ストッパー部４３５は、非駆動時に離間した状態で、突起部６９１に対向して配置されている。
The
このように、振動素子２Ｄは、外部から印加された交番電圧によって生じる振動腕５Ｃ、６Ｃの振動の振幅範囲外において、突起部５９１、６９１に非接触で対向しているストッパー部４３４、４３５を備える。これにより、電極膜の突起部５９１、６９１上の部分以外の部分が他の物体に衝突することを効果的に低減することができる。また、衝撃や過励振等による振動腕５Ｃ、６Ｃの過大な変位を低減することができる。
以上説明したような第３実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
As described above, the
Also according to the third embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a plan view showing a resonator element according to the fourth embodiment of the invention.
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図１０において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。 In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図１０に示す振動素子２Ｅは、第３実施形態の突起部５９２、６９２を省略するとともに、突起部５９１、６９１に代えて突起部５９１Ｅ、６９１Ｅを有する以外は第３実施形態の水晶基板３Ｄと同様に構成された水晶基板３Ｅを備える。この水晶基板３Ｅは、基部４Ｄから延出している１対の振動腕５Ｅ、６Ｅを有する。振動腕５Ｅは、ストッパー部４３４側に突起部５９１Ｅが設けられた錘部５９Ｅを有する。同様に、振動腕６Ｅは、ストッパー部４３５側に突起部６９１Ｅが設けられた錘部６９Ｅを有する。
以上説明したような第４実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
The
Also according to the fourth embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a plan view showing a resonator element according to the fifth embodiment of the invention.
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図１１において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。 In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図１１に示す振動素子２Ｆは、第３実施形態のストッパー部４３４、４３５を省略するとともに突起部５９１、５９２、６９１、６９２に代えて突起部５９３、６９３を設けた以外は第３実施形態の水晶基板３Ｄと同様に構成された水晶基板３Ｆを備える。この水晶基板３Ｆは、基部４Ｆと、基部４Ｆから延出している１対の振動腕５Ｆ、６Ｆを有する。
The
基部４Ｆは、振動腕５Ｆ、６Ｆが延出している第１基部４１Ｄと、第１基部４１Ｄに対して振動腕５Ｆ、６Ｆとは反対側に設けられた部分を有する第２基部４３Ｆと、第１基部４１Ｄと第２基部４３Ｆとを連結する連結部４２Ｄと、を含んでいる。
The
振動腕５Ｆは、前述した第１実施形態の突起部５９１、５９２を省略した以外は、第１実施形態の錘部５９と同様の錘部５９Ｆを有する。同様に、振動腕６Ｆは、前述した第１実施形態の突起部６９１、６９２を省略した以外は、第１実施形態の錘部６９と同様の錘部６９Ｆを有する。
以上説明したような第５実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
The vibrating
Also according to the fifth embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is a plan view showing a resonator element according to the sixth embodiment of the invention.
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図１２において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。 In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図１２に示す振動素子２Ｇは、水晶基板３Ｇを備え、この水晶基板３Ｇは、基部４Ｇと、基部４Ｇから延出している１対の振動腕５Ｇ、６Ｇと、を有する。
A vibrating
基部４Ｇは、２つの導電性接着剤１１Ｇを介して、図示しないパッケージに固定されている。また、基部４Ｇは、Ｘ軸方向に沿った幅が基部４Ｇの中央部から離れるに従って漸減している。これにより、基部４ＧのＹ軸方向に沿った長さを短くしても、１対の振動腕５Ｇ、６Ｇの互いに接近または離間する屈曲振動に伴う基部４Ｇの変形を抑制し、基部４Ｇから外部への振動漏れを抑制することができる。
The
振動腕５Ｇ、６Ｇは、基部４Ｇから延出している腕部５０、６０と、腕部５０、６０の先端部に設けられている錘部５９Ｇ、６９Ｇと、を有する。錘部５９ＧのＸ軸方向での長さがＹ軸方向での長さよりも長い。同様に、錘部６９ＧのＸ軸方向での長さがＹ軸方向での長さよりも長い。
The vibrating
そして、錘部５９Ｇの錘部６９Ｇ側の側面には、突起部５９２が設けられている。一方、錘部６９Ｇの錘部５９Ｇ側の側面には、突起部６９２が設けられている。
以上説明したような第６実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
And the
Also according to the sixth embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第７実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 13 is a plan view showing a resonator element according to the seventh embodiment of the invention.
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図１３において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。 In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 13, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図１３に示す振動素子２Ｈは、水晶基板３Ｈを備え、この水晶基板３Ｈは、基部４Ｈと、基部４Ｈから延出している１対の振動腕５Ｈ、６Ｈと、を有する。
A vibrating
基部４Ｈは、振動腕５Ｈ、６Ｈが延出している第１基部４１Ｈと、第１基部４１Ｈから振動腕５Ｈ、６Ｈ間に延出している固定部４４と、を有する。固定部４４は、２つの導電性接着剤１１Ｈを介して、図示しないパッケージに固定されている。
The
振動腕５Ｈ、６Ｈは、第１基部４１Ｈから延出している腕部５０、６０と、腕部５０、６０の先端部に設けられている錘部５９Ｈ、６９Ｈと、を有する。錘部５９ＨのＸ軸方向での両端の側面には、突起部５９１、５９２が設けられている。同様に、錘部６９ＨのＸ軸方向での両端の側面には、突起部６９１、６９２が設けられている。
以上説明したような第７実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
The vibrating
Also according to the seventh embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第８実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
<Eighth Embodiment>
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 14 is a plan view showing a resonator element according to the eighth embodiment of the invention.
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。なお、図１４において、前述した実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付している。 In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図１４に示す振動素子２Ｉは、水晶基板３Ｉを備え、この水晶基板３Ｉは、基部４Ｉと、基部４Ｉから延出している１対の振動腕５Ｉ、６Ｉと、を有する。 A vibrating element 2I shown in FIG. 14 includes a quartz substrate 3I. The quartz substrate 3I includes a base portion 4I and a pair of vibrating arms 5I and 6I extending from the base portion 4I.
基部４Ｉは、振動腕５Ｉ、６Ｉが延出している第１基部４１Ｉと、第１基部４１Ｉから振動腕５Ｉ、６Ｉ間に延出している固定部４４Ｉと、を有する。固定部４４Ｉは、２つの導電性接着剤１１Ｉを介して、図示しないパッケージに固定されている。また、固定部４４Ｉの先端部には、ストッパー部４４１が設けられている。
The base portion 4I includes a first base portion 41I from which the vibrating arms 5I and 6I extend, and a fixing portion 44I extending from the first base portion 41I to the vibrating arms 5I and 6I. The fixing portion 44I is fixed to a package (not shown) via two conductive adhesives 11I. In addition, a
振動腕５Ｉ、６Ｉは、第１基部４１Ｉから延出している腕部５０、６０と、腕部５０、６０の先端部に設けられている錘部５９Ｉ、６９Ｉと、を有する。錘部５９ＩのＸ軸方向での両端の側面には、突起部５９１、５９２が設けられている。同様に、錘部６９ＩのＸ軸方向での両端の側面には、突起部６９１、６９２が設けられている。
The vibrating arms 5I and 6I have
ここで、突起部５９２と突起部６９２との間に、前述したストッパー部４４１が配置されている。これにより、突起部５９２と突起部６９２とが接触することなく、ストッパー部４４１により振動腕５、６の過大な変位を低減することができる。
以上説明したような第８実施形態によっても、電極膜の損傷を低減することができる。
Here, the
Also according to the eighth embodiment as described above, damage to the electrode film can be reduced.
２．発振器
次いで、本発明の振動素子を用いた発振器（本発明の発振器）について説明する。
図１５は、本発明の発振器の一例を示す断面図である。
2. Oscillator Next, an oscillator using the vibration element of the present invention (the oscillator of the present invention) will be described.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the oscillator of the present invention.
図１５に示す発振器１０は、振動素子２と、振動素子２を駆動するためのＩＣチップ（チップ部品）１２とを有している。なお、振動素子２は、前述した振動素子２Ｃ〜２Ｉのいずれであってもよく、以下、振動素子２で代表する。以下、発振器１０について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
An
パッケージ９は、凹部９１１を有する箱状のベース９１と、凹部９１１の開口を塞ぐ板状のリッド９２とを有している。
ベース９１の凹部９１１には、段差部９１２が設けられている。
The
A
段差部９１２には、接続端子（図示せず）が形成されている。また、凹部９１１の底面（段差部９１２よりも底側の面）には、ＩＣチップ１２が配置されている。ＩＣチップ１２は、振動素子２の駆動を制御するための駆動回路（発振回路）を有している。ＩＣチップ１２によって振動素子２を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
A connection terminal (not shown) is formed on the
また、凹部９１１の底面には、ワイヤーを介してＩＣチップ１２と電気的に接続された複数の内部端子（図示せず）が形成されている。これら複数の内部端子には、ベース９１に形成された図示しないビアを介してパッケージ９の底面に形成された外部端子（図示せず）に電気的に接続された端子と、図示しないビアやワイヤーを介して接続端子（図示せず）に電気的に接続された端子とが含まれている。
A plurality of internal terminals (not shown) electrically connected to the
なお、図１５の構成では、ＩＣチップ１２が収納空間内に配置されている構成について説明したが、ＩＣチップ１２の配置は、特に限定されず、例えば、パッケージ９の外側（ベースの底面）に配置されていてもよい。
In the configuration of FIG. 15, the configuration in which the
以上のような構成の発振器１０は、振動素子２と、振動素子２に電気的に接続されている発振回路と、を備える。これにより、衝撃や過励振等により振動素子２の振動腕が変位した際、振動素子２の電極膜が他の物体に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する発振器１０を提供することができる。
The
３．電子機器
次いで、本発明の振動素子を用いた電子機器（本発明の電子機器）について、図１６〜図１８に基づき、詳細に説明する。
3. Electronic Device Next, an electronic device using the vibration element of the present invention (electronic device of the present invention) will be described in detail with reference to FIGS.
図１６は、本発明の電子機器の一例であるモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動子１（振動素子２）が内蔵されている。
FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer that is an example of the electronic apparatus of the invention. In this figure, a
図１７は、本発明の電子機器の一例である携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する振動子１（振動素子２）が内蔵されている。
FIG. 17 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) which is an example of the electronic apparatus of the invention. In this figure, a
図１８は、本発明の電子機器の一例であるディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of a digital still camera which is an example of the electronic apparatus of the present invention. In this figure, connection with an external device is also simply shown. Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
A
撮影者が表示部１００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する振動子１（振動素子２）が内蔵されている。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
以上のような電子機器は、振動素子２を備えるため、衝撃や過励振等により振動素子２の振動腕が変位した際、振動素子２の電極膜が他の物体に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
Since the electronic device as described above includes the vibrating
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１６のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１７の携帯電話機、図１８のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) shown in FIG. 16, the mobile phone shown in FIG. 17, and the digital still camera shown in FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments Class (eg vehicle, aviation , Gauges of a ship), can be applied to a flight simulator or the like.
４．移動体
次いで、本発明の振動素子を用いた移動体（本発明の移動体）について、図１９に基づき、詳細に説明する。
4). Next, a moving body using the vibration element of the present invention (moving body of the present invention) will be described in detail with reference to FIG.
図１９は、本発明の移動体（自動車）の一例を示す斜視図である。この図において、移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、振動子１（振動素子２）が内蔵されている。
FIG. 19 is a perspective view showing an example of a moving object (automobile) according to the present invention. In this figure, a moving
このような移動体１５００は、振動素子２を備えるため、衝撃や過励振等により振動素子２の振動腕が変位した際、振動素子２の電極膜が他の物体に接触しても、電極膜の損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する移動体１５００を提供することができる。
Since the moving
なお、本発明の振動素子を備える移動体は、自動車に限定されず、例えば、オートバイ、鉄道等の他の車両、航空機、船舶、宇宙船等にも適用可能である。 Note that the moving body including the vibration element of the present invention is not limited to an automobile, and can be applied to other vehicles such as motorcycles and railways, aircrafts, ships, and spacecrafts.
以上、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。 As described above, the vibration element, the vibrator, the oscillator, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is the same. Any structure having a function can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment suitably.
また、振動子としては、発振器に限定されず、例えば、ジャイロセンサーのようなセンサーにも適用することができる。 Further, the vibrator is not limited to an oscillator, and can be applied to a sensor such as a gyro sensor, for example.
１…振動子、２…振動素子、２Ｃ…振動素子、２Ｄ…振動素子、２Ｅ…振動素子、２Ｆ…振動素子、２Ｇ…振動素子、２Ｈ…振動素子、２Ｉ…振動素子、３…水晶基板、３Ｃ…水晶基板、３Ｄ…水晶基板、３Ｅ…水晶基板、３Ｆ…水晶基板、３Ｇ…水晶基板、３Ｈ…水晶基板、３Ｉ…水晶基板、４…基部、４Ｄ…基部、４Ｆ…基部、４Ｇ…基部、４Ｈ…基部、４Ｉ…基部、５…振動腕、５Ａ…振動腕、５Ｂ…振動腕、５Ｃ…振動腕、５Ｅ…振動腕、５Ｆ…振動腕、５Ｇ…振動腕、５Ｈ…振動腕、５Ｉ…振動腕、６…振動腕、６Ｃ…振動腕、６Ｅ…振動腕、６Ｆ…振動腕、６Ｇ…振動腕、６Ｈ…振動腕、６Ｉ…振動腕、９…パッケージ、１０…発振器、１１…導電性接着剤、１１Ｄ…導電性接着剤、１１Ｇ…導電性接着剤、１１Ｈ…導電性接着剤、１１Ｉ…導電性接着剤、１２…ＩＣチップ、４１…第１基部、４１Ｄ…第１基部、４１Ｈ…第１基部、４１Ｉ…第１基部、４２…連結部、４２Ｄ…連結部、４３…第２基部、４３Ｄ…第２基部、４３Ｆ…第２基部、４４…固定部、４４Ｉ…固定部、５０…腕部、５１…主面、５２…主面、５３…側面、５５…溝、５９…錘部、５９Ａ…錘部、５９Ｂ…錘部、５９Ｃ…錘部、５９Ｅ…錘部、５９Ｆ…錘部、５９Ｇ…錘部、５９Ｈ…錘部、５９Ｉ…錘部、６０…腕部、６５…溝、６９…錘部、６９Ｃ…錘部、６９Ｅ…錘部、６９Ｆ…錘部、６９Ｇ…錘部、６９Ｈ…錘部、６９Ｉ…錘部、８１…電極膜、８２…絶縁膜、９１…ベース、９２…リッド、１００…表示部、４３１…連結腕、４３２…保持腕、４３３…保持腕、４３４…ストッパー部、４３５…ストッパー部、４４１…ストッパー部、５３１…側面、５３２…側面、５３３…側面、５９１…突起部、５９１Ａ…突起部、５９１Ｂ…突起部、５９１Ｅ…突起部、５９２…突起部、５９２Ａ…突起部、５９２Ｂ…突起部、５９３…突起部、５９３Ａ…突起部、５９３Ｂ…突起部、６９１…突起部、６９１Ｅ…突起部、６９２…突起部、６９３…突起部、９１１…凹部、９１２…段差部、９５１…接続端子、９６１…接続端子、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…ディジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、１５００…移動体、１５０１…車体、１５０２…車輪
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記基部から延出されている振動腕と、
前記振動腕の表面に設けられている電極膜と、を備え、
前記振動腕は、前記振動腕が延出している方向に延びている腕部を有し、前記腕部の先端側に設けられ前記腕部よりも幅の広い錘部を有し、
前記錘部は、前記錘部の側面に設けられている突起部を有し、
前記電極膜は、前記突起部の表面に設けられている部分を有することを特徴とする振動素子。 The base,
A vibrating arm extending from the base;
An electrode film provided on the surface of the vibrating arm,
The vibrating arm has an arm portion extending in a direction in which the vibrating arm extends, and has a weight portion that is provided on a distal end side of the arm portion and is wider than the arm portion,
The weight portion has a protrusion provided on a side surface of the weight portion,
The electrode element has a portion provided on a surface of the protrusion.
０＜Ｌｂ／Ｌ１＜０．２の関係、および、０＜Ｗｂ／Ｗ１＜１．０の関係をそれぞれ満たす請求項５に記載の振動素子。 The length of the weight portion along the extending direction of the vibrating arm is L1, the length of the weight portion along the width direction of the vibrating arm is W1, and the protruding length of the protruding portion is Lb. When the width of the protruding portion protruding toward the tip of the weight portion is Wb,
The resonator element according to claim 5, wherein a relationship of 0 <Lb / L1 <0.2 and a relationship of 0 <Wb / W1 <1.0 are satisfied.
前記振動素子を収納しているパッケージと、を備えることを特徴とする振動子。 The vibration element according to any one of claims 1 to 7,
And a package housing the vibration element.
前記振動素子に電気的に接続されている発振回路と、を備えることを特徴とする発振器。 The vibration element according to any one of claims 1 to 7,
And an oscillation circuit electrically connected to the vibration element.
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